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Sonnenfinsternis in einhundert Spektren

12. September 2017. Eine Sonnenfinsternis bietet die Möglichkeit, Teile der Sonne zu untersuchen, die sonst nicht sichtbar sind. Mit dem Solar Disk Integrated Teleskop (SDI) auf dem Mount Graham in Arizona, USA, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) die partielle Sonnenfinsternis am 21. August 2017 beobachtet. Im Verlauf des Ereignisses erstellten sie einhundert Spektren in zwei Wellenlängenbereichen. Das SDI leitet Licht an den Spektrographen PEPSI, das „Potsdam Echelle Polarimetric and Spectroscopic Instrument“, am Large Binocular Telescope (LBT).
Sonnenfinsternis in einhundert Spektren

Die partielle Sonnenfinsternis, beobachtet vom Mount Graham in Arizona, USA, aus. Bild: AIP/Ilya Ilyin

„Die Spektren, die wir erstellt haben, sind hoch dynamisch“, erklärt AIP-Forscher Dr. Ilya Ilyin. „Der Ursprung des gemessenen Lichts liegt in verschiedenen Bereichen der Sonne, deswegen variiert der Verlauf der Linien.“ Durch die Finsternis wurde die Chromosphäre der Sonne besser sichtbar – die Schicht der Sonnenatmosphäre, die über der Photosphäre liegt und an die äußere Korona angrenzt. Die innere Photosphäre überstrahlt die Chromosphäre normalerweise. Nur wenn der Mond die Photosphäre zu einem großen Teil verdeckt, sind im Spektrum chromosphärische Linien direkt sichtbar.

In Arizona lag am 21. August 2017 eine partielle Sonnenfinsternis vor, was bedeutet, dass der Mond nur den inneren Teil der Sonnenscheibe verdeckt hat. „Die chromosphärischen Linien vom Sonnenrand waren daher verstärkt“, so Ilyin. Genauer untersucht haben die Forscherinnen und Forscher die so genannte Natrium-D1-Linie, deren Ursprung in der unteren Chromosphäre der Sonne liegt. Insgesamt haben die Wissenschaftler zwischen 9.16 Uhr und 12.03 Uhr Ortszeit auf dem Mount Graham, etwa einhundert Spektren in den Wellenlängenbereichen 422 bis 477 und 536 bis 628 Nanometer erstellt.

Der Spektrograph PEPSI wurde vom AIP gebaut und 2015 in Arizona am LBT installiert. Das LBT hat zwei Spiegel mit einem Durchmesser von jeweils 8,4 Metern und ist daher effektiv ein 11,8-Meter-Teleskop. Ziel des Sonnenteleskops SDI ist es, Spektren täglich und kontinuierlich im Verlauf eines ganzen magnetischen Sonnenzyklus zu messen, um so in hoher Auflösung zu untersuchen, wie sich die Druckmoden der Sonnenschwingungen mit der Magnetfelddichte verändern. „Unser Hauptziel ist allerdings, die Sonnenoberfläche mit anderen Sternen zu vergleichen, um so deren Oberflächenmagnetismus besser zu verstehen“, sagt Prof. Dr. Klaus Strassmeier, Principal Investigator des Projekts PEPSI. Zudem wollen die Forschenden feststellen, wie sich die Linienprofile im Spektrum im Laufe eines Sonnenzyklus verändern.

 

Änderungen der Linienasymmetrie aller Na D1 Spektren, die während der Sonnenfinsternis aufgenommen wurden. Bild: AIP/Ilya Ilyin

 

Die Sodium-D2-D1-Linie, deren Ursprung in der niedrigeren Chromosphäre der Sonne liegt. Alle Spektren, die während der Sonnenfinsternis mit SDI in zwei Wellenbereichen beobachtet wurden. Bild: AIP/Ilya Ilyin

 

Die partielle Sonnenfinsternis beobachtet mit SDI. Video: AIP/Carsten Denker, Ekaterina Dineva, Ilya Ilyin

 

Wissenschaftliche Kontakte:
Dr. Ilya Ilyin, ilyin@aip.de, 0331 7499-269
Prof. Dr. Klaus G. Strassmeier, kstrassmeier@aip.de, 0331 7499-223

Pressekontakt: Katrin Albaum, 0331 7499-803, presse@aip.de

Das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) widmet sich astrophysikalischen Fragen, die von der Untersuchung unserer Sonne bis zur Entwicklung des Kosmos reichen. Forschungsschwerpunkte sind dabei kosmische Magnetfelder und extragalaktische Astrophysik sowie die Entwicklung von Forschungstechnologien in den Bereichen Spektroskopie, robotische Teleskope und E-Science. Seinen Forschungsauftrag führt das AIP im Rahmen zahlreicher nationaler, europäischer und internationaler Kooperationen aus. Das Institut ist Nachfolger der 1700 gegründeten Berliner Sternwarte und des 1874 gegründeten Astrophysikalischen Observatoriums Potsdam, das sich als erstes Institut weltweit ausdrücklich der Astrophysik widmete. Seit 1992 ist das AIP Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft.